Lancering 1e sat Galileo

[Matchless]

Er was laatst op een van de duitsers een docu (fascination wissen) over de theorie-en van einstein.

 

Citaat:

Ik meende uit "hierdoor gaat deze langzamer lopen dan de zelfde klok op de aarde" op te maken dat je dat wel bedoelde, ik nam aan dat 'deze' op de klok in de satelliet sloeg.

 

Maar uiteraard is het allemaal wel vanuit de relativiteits theorie te beredeneren (uiteindelijk lijkt de klok voor de waarnemer op de aarde sneller of langzamer te lopen, afhankelijk van de richting van het snelheidsverschil, terwijl dezelfde klok voor een waarnemer in de satelliet wel 'goed' loopt).

Alleen omdat het om zulke 'lage' snelheidsverschillen gaat, die ten opzichte van de lichtsnelheid helemaal niets voorstellen, leg ik het liever uit met het doppler effect. Daar kunnen meer mensen zich iets bij voorstellen ;-)

 

In de jaren 60 had de amerikaanse defensie een test gedaan met 2 atoomklokken. 1 op de grond en 1 in de lucht en er was wel degelijk een tijdsverschil te meten. Hoe verder de klok van de aarde weg is des te meer dat tijds verschil. In die docu werd zelfs verteld dat satelieten hierdoor "ge-ijkt" moeten worden naar de aardse tijd om te zorgen dat ze precies op onze tijd doen wat ze doen moeten. Dit zou met de tijd/ruimte kromming te maken hebben.

Het verschil tussen de tijden was weliswaar heel klein maar aanwezig en meetbaar.

[Gast]

maar ik denk dat de software voor de klokken va de GPS sattelieten gecorrigeerd worden voor die ene seconde, maar hebben de ontvang apparatuur dan geen interne klok. Weet niet echt veel van de techniek zelf af.

 

In de ontvangst apparatuur zit ook een klokje. (die door de satelliet wordt reset)

 

De tijd bepaald wat de afstand is tussen de locatie op aarde en de satelliet.

Maar dan moet je wel een absolute tijd hebben en dat heeft de ontvanger van zich zelf weer niet.

Had de ontvanger dat wel, dan hadden we minder satellieten nodig gehad om te kunnen navigeren.

Nu hebben we er minimaal 3 nodig voor 2D en 4 voor 3D.

 

Ik denk dat je het zo mag zien dat er 1 satelliet nodig is voor de tijd en 3 anderen voor de navigatie.

 

SOHO

[Gast]

Citaat:

Ik denk dat je het zo mag zien dat er 1 satelliet nodig is voor de tijd en 3 anderen voor de navigatie.

SOHO

Dat klopt met die tijd van één satelliet en de "fase"-verschil metingen op de andere. Ik zit meer te zoeken in het het 3D en 4D gebied mbt de resolutie. Hoe meer satellieten hoe beter de resolutie, das een feit. De aardse bakens in landmeetkunde was nieuw voor me.

Eigenlijk is het wel logisch zodra een object stil staat en daarvandaan een meting wordt gedaan zonder radio baken de plaatsbepaling bijna perfect zou kunnen met al 5 satellieten.

Voor militaire doeleinden gaat een raket/vliegtuig toch iets sneller dan een TT in de auto die al de weg zo nu en dan kwijt is door acccelereren, stoppen, gas bijgeven, remmen etc (het ding heeft (bewust)moeite met uitrekenen of is inderdaad onnauwkeurig).

Een baken voor militaire doeleinden is natuurlijk perfect, maar één ljkt me dan ook wat te weinig en heb je er minimaal 3 en beter 4 nodig om 3D te werken.

Dat die Amerikanen willen storen snap ik, maar door de meerdere frequenties is dat al wat moeilijker. In die zin dan dat het gewoonweg opvalt als er op meerdere frequenties een "vreemd signaal" ontstaat....

[Big fellow]

Interessant om te lezen wat er allemaal over GPS wordt geschreven...

 

GPS is op zich een systeem met een nauwkeurigheid van max. 30m als het commerciele (niet-militaire) systeem wordt gebruikt en de SA (Selective Availablity) aanstaat. Dit komt doordat de pseudo-random code die wordt gebruikt in het systeem een te korte code is. Ga je naar het militaire systeem dan wordt de nauwkeurigheid ongeveer een factor 10 hoger.

 

Toen de SA nog aanstond (die is in 2000 ofzo uitgezet) zag je bij een statische meting een onnauwkeurigheid van die een sinus vormig verloop had, met een licht varieerende frequentie. Hierdoor was het niet echt mogelijk om te "voorspellen" wat de afwijking was. Nu is de afwijking die wordt gemeten puur afhankelijk van atmosferische omstandigheden.

Maar niets weerhoud het Amerikaanse ministerie van defensie ervan om het SA systeem weer aan te zetten!

 

De reden waarom tijdens de eerste golf oorlog het GPS signaal werdt beinvloedt was een hele eenvoudige. Toentertijd was de leverancier van alle militaire GPS ontvangers voor het Amerikaanse leger (Trimble) niet in staat om aan de vraag te voldoen. Toen hebben de Amerikanen besloten om op bepaalde momenten de SA tijdelijk uit te zetten, om het gebruik van commerciele ontvangers mogelijk te kunnen maken.

 

Wat belangrijk is voor de nauwkeurigheid is de positie van de satellieten ten opzichte van de ontvanger. De hoeken mogen niet te groot, en niet te klein zijn. Daarom zal een GPS ontvanger ook altijd een selectie maken van de satellieten die beschikbaar zijn. De nauwkeurigheid van alle signalen wordt aangegeven in de DOP's. (DOP = Dillution Of Precision, "vervuiling" van de nauwkeurigheid). Om nu een 2D fix te krijgen heb je (maar) 2 satellieten nodig. Echter dan is het mogelijk dat de GPS ontvanger denkt dat je een paar duizend kilometer verderop zit. Om een goede betrouwbare 2D fix te krijgen heb je minimaal 3 satellieten nodig. Wil je nu ook nog de hoogte (een van de belangrijkste parameters voor een positie fix!) nauwkeurig krijgen heb je nog een extra satelliet nodig. De hoogte is erg belangrijk omdat als de hoogte ten opzichte van de spheriode (een "aanname" van de vorm van de aarde) verandert, de graadsafstand verandert, dus de positie verandert! Er zijn twee veel gebruikte spheriodes, WGS-73 en WGS-84. WGS staat voor World Geodetic System, een "standaard"...

 

Wat er nu werdt gedaan om de nauwkeurigheid te verhogen was het inrichten van referentie stations over de gehele wereld welke op een "bekend" punt staan, en op die manier de "afwijking" van elke satelliet kon berekenen. Nu moest die afwijking alleen nog naar de ontvangers worden gestuurd, en deze zal dan de onnauwkeurigheid moeten wegwerken. Echter het probleem zat/zit hem erin dat de afwijking van een satelliet signaal afhankelijk was van de locatie ten opzichte van de satelliet (hierboven aangehaald door SOHO, de breking van het signaal etc.) en dat het tijd koste om de afwijking te berekenen, en door te sturen naar de ontvanger. Hierdoor zal de nauwkeurigheid van de dynamische meting (aan boord van een schip/auto etc) nooit 100% worden. Echter de afwijking kan wel binnen een meter komen. Het is van belang om voor deze nauwkeurigheid te bereiken de juiste "referentie" stations te gebruiken. (Binnen een paar honderd kilometer, maar hoe dichterbij hoe beter!), en om de afwijking zo snel mogelijk bij de ontvanger te krijgen.

 

Nu is het zo dat landmeters wel degelijk GPS ontvangers gebruiken waarmee ze binnen 1 cm kunnen komen. Dit wordt gedaan door de ontvanger op een antenne aan te sluiten die perfect waterpas staat, en richtingsgevoelig is. In de antenne zitten 4 of meer antennes zodat de ontvanger de richting van de signalen kan bepalen. (De antenne staat dus uiteraard in uitgelijnd in noord - zuid richting..) Tevens zijn deze ontvangers ontvangers die loggen. Deze ontvangers meten voor bijvoorbeeld 8 uur achtereen (hoe langer hoe beter) en dan komt statistisch gezien de onnauwkeurigheid er vanzelf uitvallen.

 

Op zich is er veel meer te vertellen over het systeem, maar dit is de basis ongeveer. Indien iemand meer wil weten, laat het maar weten <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

 

Hier nog een linkje met wat meer informatie...

 

Big fellow

[Big fellow]

Citaat:

Citaat:

Ik denk dat je het zo mag zien dat er 1 satelliet nodig is voor de tijd en 3 anderen voor de navigatie.
SOHO

Dus niet, simpel gezegt, het is pure noodzaak om minimaal 2 satellieten te hebben voor een positie fix. OK, het eerste wat een ontvanger doet is zijn interne klok gelijk zetten met de klok van de satelliet die hij als eerste ontvangt, maar de volgende stap is het downloaden van de almanak. (Dit duurt enige tijd, vandaar dat het ook even duurt als je een GPS ontvanger aanzet die een tijdje heeft uitgestaan. Hij is dan de almanak aan het downloaden....) Hier staan de banen van alle satellieten in, zodat de ontvanger bij benadering weet waar de satellieten zich bevinden. Vrij belangrijk iets, wat het zijn allemaal dynamische variabelen die worden gebruikt om een statisch iets uit te rekenen....

Citaat:

Dat klopt met die tijd van één satelliet en de "fase"-verschil metingen op de andere. Ik zit meer te zoeken in het het 3D en 4D gebied mbt de resolutie. Hoe meer satellieten hoe beter de resolutie, das een feit. De aardse bakens in landmeetkunde was nieuw voor me.

Zit je in de quantum theorie Kimble? Ik neem aan dat je 2D / 3D bedoelt... Want als je in de tijd gaat kijken wordt het een zeer interessant/lastig verhaal....

Citaat:

Eigenlijk is het wel logisch zodra een object stil staat en daarvandaan een meting wordt gedaan zonder radio baken de plaatsbepaling bijna perfect zou kunnen met al 5 satellieten.

Niet dus, lees mijn vorige bericht maar....

Citaat:

Voor militaire doeleinden gaat een raket/vliegtuig toch iets sneller dan een TT in de auto die al de weg zo nu en dan kwijt is door acccelereren, stoppen, gas bijgeven, remmen etc (het ding heeft (bewust)moeite met uitrekenen of is inderdaad onnauwkeurig).

Snelheid wordt pas een probleem als je in de buurt komt van je signaal snelheid (iets van de lichtsnelheid dus <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" /> )
Het nadeel van GPS in commerciele mode is dat je maar een fix (positie bepaling) per seconde kan krijgen. Dus je loopt altijd "achter"... En dat op een snelheid van een paar honderd meter per seconde <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Citaat:

Een baken voor militaire doeleinden is natuurlijk perfect, maar één ljkt me dan ook wat te weinig en heb je er minimaal 3 en beter 4 nodig om 3D te werken.

Niet nodig dus, aangezien een referentie "baken" alle satelliet afwijkingen doorgeeft... <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" /> Als je dus dichtbij genoeg zit van je referentie baken dan heb je er maar eentje nodig! <img src="/forums/images/graemlins/smile.gif" alt="" />

Citaat:

Dat die Amerikanen willen storen snap ik, maar door de meerdere frequenties is dat al wat moeilijker. In die zin dan dat het gewoonweg opvalt als er op meerdere frequenties een "vreemd signaal" ontstaat....

Ik heb ze "gekkere" dingen zien doen. (Hoeveel Amerikanen zijn er wel niet omgekomen door eigen vuur tijdens de recente oorlogen die de Amerikanen hebben gevochten... <img src="/forums/images/graemlins/frown.gif" alt="" /> )

Big fellow

[Gast]

Tik net een verhaaltje.... kan ik opnieuw intikken. Ach ja...knippen en plakken voordat ik op doorgaan klik <img src="/forums/images/graemlins/blush.gif" alt="" />

 

2D en 3D ja...... 4D zou niet verkeerd zijn <img src="/forums/images/graemlins/anoniem.gif" alt="" />

 

Heb het linkje dus gelezen en het is een best leerzaam als je alles naast elkaar zet.

 

Die data van de satelliet heeft dus een pseudo-radom code als onderdeel van een signaal op een bepaald tijdstip. Die wordt vergeleken door de gps-ontvanger met zijn eigen interne klok die dan hierop ook nog eens wordt bijgezet.

 

Het probleem van de breking en het vacuum / aardse atmosfeer tijdens de "reis" van de data wordt hiermee dus gecorrigeerd na een fikse berekening, want 1 nanoseconde is natuurlijk al een aardige afstand. De trilateration is weer leuke stof om eens in te verdiepen.(Met 2 verschillende calculatoren een kansberekening maken laat al snel zien wat snelheid doet van het apparaat maar zitten er ook verschillen in voor de berekening van waarde zoals Pi (Leibniz, Walles, Euler en met de toevalsmethode van Monte Carlo)).

 

Nou statisch verhaal is duidelijk omdat de satellieten allen in een andere positie in de baan/hoogte hebben.

 

Dat verhaal van die seconde is ook duidelijk en merkbaar bij een coldstart.

 

Drie frequenties zou dus in principe de komst van een "tri-band" ontvanger mogelijk maken wat dus gigantisch scheelt in de resolutie. Naast het aantal kanalen dus ook banden resulterend in betere berekeningen lijkt mij.

 

....hebben we wat te lezen ipv uitzoeken en rekenen. <img src="/forums/images/graemlins/anoniem.gif" alt="" />

[Big fellow]

Citaat:

Het probleem van de breking en het vacuum / aardse atmosfeer tijdens de "reis" van de data wordt hiermee dus gecorrigeerd na een fikse berekening, want 1 nanoseconde is natuurlijk al een aardige afstand.

Het maakt in principe niet uit hoe lang de berekening duurt, als alle ontvangen signalen maar op hetzelfde moment worden opgepikt, en allemaal door dezelfde berekening heen gaan.
De grap van het verhaal is de pseudo-random code. Wat ze doen is een bekende code van 1024 bits lang (voor de commerciele ontvangers) over het ontvangen signaal heen leggen. Nu krijg je een unieke match, want het bitpatroon is uniek kwa opbouw over de gehele lengte. (Ik kan mij niet zo snel herinneren hoe lang de window moet zijn om een unieke code te vinden.) Dit samen met de gesynchroniseerde klok in de ontvanger maken het mogelijk om te zien wat de offset in de code is. De code wordt heeft een bitsnelheid van 1 MHz, en wordt elke seconde herhaald. (Dit is anders bij de militaire uitvoering. Daar is de code veel langer, en wordt ook op een veel hogere bitrate (10 MHz) verzonden). Als je nu precies weet waar je zit in de code dan kan je de offset berekenen t.o.v. de start van de code. En tijd = afstand etc.
Psuedo random heeft nog een mooi voordeel, je kan het onder de ruis vandaan halen. Maar dat is weer een andere discussie <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Citaat:

Dat verhaal van die seconde is ook duidelijk en merkbaar bij een coldstart.

Bij een echte cold start moet je denken in minuten tot half uur tot de eerste fix..... Als het minder dan een minuut duurt mag je het gewoon een warme start noemen <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Wat echt een interessante website is, is deze van Trimble. Als je de link volgt kom je in hun tutorial die echt interessant is. (Maar niet alles beschrijft <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" /> Het blijven Amerikanen... Geheim <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" /> )

Big fellow

[Gast]

Weer wat meer info.... bedankt Kimble gaat Trimble <img src="/forums/images/graemlins/loldev.gif" alt="" />

 

Het verschil tussen de coldstart en de echte coldstart zal me wellicht duidelijker worden, want als ik denk tot een half uur haalt ie de tijd uit Frankfurt, maar misschien weet je me hier al meer over te vertellen.

 

<img src="/forums/images/graemlins/xyxthumbs.gif" alt="" />

[Big fellow]

De almanak binnen halen is hetgeen wat hij in die tijd doet. Met een beetje geluk komt ie meteen goed binnen, maar als het een beetje tegen zit duurt dat even. Mijn ervaring (dat is ook alweer ruim 10 jaar terug met Trimble GPS ontvangers) is dat het toen gemiddeld een 15 minuten duurde. Tot die tijd was de positie gewoon onzinnig te noemen. Ik heb het meegemaakt dat een ontvanger aangaf dat hij op het zuidelijk halfrond zat, terwijl hij toch echt in Nederland was. Maar dat kwam dus door oude almanak data....

 

GPS blijft een interessant systeem <img src="/forums/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

 

Big fellow

[Gast]

10 jaar gps ervaring.... dat haal ik niet meer in. Ik ga het eens lezen het lijkt me een leuke materie en is wellicht te combineren met wat geotracking ideeen.

[Big fellow]

Neuh, Begin jaren 90 veel gewerkt met die dingen (stage & wat meer) en daar een mooi uitgebreid rapport over geschreven. Toen was er nog geen internet zoals we dat nu kennen, dus was het heel wat meer werk om uit te vogelen hoe dat systeem in elkaar zat. Maar daardoor "weet" ik het nog wel ! <img src="/forums/images/graemlins/smile.gif" alt="" />

 

Big fellow

[Gast]

"Ik denk dat je het zo mag zien dat er 1 satelliet nodig is voor de tijd en 3 anderen voor de navigatie.

SOHO"

 

 

 

 

"Dus niet, simpel gezegt, het is pure noodzaak om minimaal 2 satellieten te hebben voor een positie fix. OK, het eerste wat een ontvanger doet is zijn interne klok gelijk zetten met de klok van de satelliet die hij als eerste ontvangt, maar de volgende stap is het downloaden van de almanak."

 

<knip>

 

nog maar eens je verslagje nalezen,er zijn 3 satellieten nodig om te kunnen navigeren.

Met 2 satellieten kan je niet op hoogte navigeren,je zal maar een piloot zijn en je op grote hoogte bevinden..

 

 

Bron van mijn bijdrage :

 

Astron op de radio sterrenwacht in Westerbork.

Op die locatie staat 1 van de nauwkeurigste atoomklokken op de wereld. (cesium133)

 

SOHO

[veda]

Ben in 98 een zestalmaand bezig geweest met GPS eigenlijk DifferentiëelGPS.Dit was voor de firma New Holland (landbouwmachines ;toen nog van Fiat)voor een nieuwe opgerichte afdeling = Precision Farming in Zedelgem bij Brugge. Opdracht was een lastenboekje te schrijven voor een wereldwijd te gebruiken DGPS ontvanger ; plugbaar en met CANbus interface en met nog enkele speciale toestanden. Trimble is er toen als nummer 1 uitgekomen (boven Racal, OmnistarNL en CSI)Toen heb ik massa's informaties van het internet gehaald tot zelfs complete (lijvige)lastenboeken van de US Navy.

De DGPS ontvanger was een gewone GPS ontvanger met een ingebouwde beaconontvanger (marinebakens zoals bv Hoek van Holand = beste ontvangst, Oostende radio, Calais, ..)die de correctiesignalen opving (gewoon gratis). Nadeel : ontvangst was enkel mogelijk in de kustgebieden. Andere mogelijke correctiesignalen konden via de seriële poort worden binnengehaald. Hiertoe waren er tal van mogelijkheden, allen betalend : bv satelliet (geostationnair),

subband van FM radiostations (vooral in trek in Scandinavië),speciale zendernetwerken(USA), lokaal basisstation (hiermee was het cm bereik mogelijk !).Normaal was submeter nauwkeurigheid haalbaar (gewone GPS was toen nog 30 à 100 meter vanwege de verschillende soorten scrambling van de DoD). Voor diegenen die wat willen experimenteren, toen al was er een miniGPS ontvangerprintje te verkrijgen (denk van ST)compleet met differentiël correctieingang. Misschien even Googlen

mvg, Dany

[Big fellow]

Citaat:

"Ik denk dat je het zo mag zien dat er 1 satelliet nodig is voor de tijd en 3 anderen voor de navigatie.
SOHO"

"Dus niet, simpel gezegt, het is pure noodzaak om minimaal 2 satellieten te hebben voor een positie fix. OK, het eerste wat een ontvanger doet is zijn interne klok gelijk zetten met de klok van de satelliet die hij als eerste ontvangt, maar de volgende stap is het downloaden van de almanak."

<knip>

nog maar eens je verslagje nalezen,er zijn 3 satellieten nodig om te kunnen navigeren.
Met 2 satellieten kan je niet op hoogte navigeren,je zal maar een piloot zijn en je op grote hoogte bevinden..

@SOHO;
Als je nu al mijn berichten, en de hierin aangehaalde links naar andere sites, goed had gelezen dan was je erachter gekomen dat als je maar twee satellieten hebt twee verschillende posities kan hebben. Echter een daarvan is zo onrealistisch waardoor je die kan vergeten. Ook heb ik geschreven dat je minimaal 4 satellieten nodig hebt om een betrouwbare hoogte fix te krijgen. En die is zeer belangrijk voor je positie, en niet alleen op grote hoogte! Ook op zeeniveau is dit een zeer belangrijke parameter...

Citaat:

Bron van mijn bijdrage :

Astron op de radio sterrenwacht in Westerbork.
Op die locatie staat 1 van de nauwkeurigste atoomklokken op de wereld. (cesium133)

SOHO

Ik geloof meteen dat daar een goede klok staat. Als je wilt weten wat de bron van mijn informatie is, wel dat is een bibliotheek aan boekwerken van o.a. Trimble en Racal. En daarnaast heel veel praktische ervaring met die installaties.

Big fellow

[Gast]

Bedankt voor je bijdrage.

 

Wat ook interessant is om te vermelden is wat er nog meer bij komt kijken, namelijk tijdlussen/tijdfeedback en over het driften van de satellieten en hoe een atoomklok werkt. (hoe en waarom)

 

Misschien wil jij daar iets over schrijven hier aangezien jij ervaring hebt in deze materie.

 

SOHO